题解 | 麦森数-NOIP2003普及组复赛D题
D-麦森数_NOIP2003普及组复赛
https://ac.nowcoder.com/acm/contest/231/D
题目描述
形如2P-1的素数称为麦森数,这时P一定也是个素数。但反过来不一定,即如果P是个素数,2P-1不一定也是素数。到1998年底,人们已找到了37个麦森数。最大的一个是,它有909526位。麦森数有许多重要应用,它与完全数密切相关。
任务:输入,计算2P-1的位数和最后500位数字(用十进制高精度数表示)
输入描述:
只包含一个整数
输出描述:
第一行:十进制高精度数的位数。
第2-11行:十进制高精度数的最后500位数字。(每行输出50位,共输出10行,不足500位时高位补0)
不必验证与P是否为素数。
示例1
输入
1279
输出
386
00000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000104079321946643990819252403273640855
38615262247266704805319112350403608059673360298012
23944173232418484242161395428100779138356624832346
49081399066056773207629241295093892203457731833496
61583550472959420547689811211693677147548478866962
50138443826029173234888531116082853841658502825560
46662248318909188018470682222031405210266984354887
32958028878050869736186900714720710555703168729087
解答
这道题的难点在于两个,一是求出2N-1的位数,而是求出2N-1的后500位。
实际上第二个比较容易实现,写个高精度外加快速幂就可以了。由于最后结果位数比较大,即使是效率很高的快速幂也会超时,所以我们要另想办法求2N-1的位数。我们发现,2N的一位不可能是0,2N-1和2N的位数实际上是一样的。而且,若某个数是10K,那么这个数的位数是K+1。把2N写成(10lg2)N,求出就是最后答案的位数。
#include <cstdio> #include <cstring> #include <cmath> const int maxn = 1e6 + 5; int p, ans[maxn], x[maxn], al, xl, c[maxn], cl; inline void mul(int a[], int b[], int& al, int bl) { memset(c, 0, sizeof(c)); cl = 1; for (int i = 1; i <= al; ++i) for (int j = 1; j <= bl; ++j) { if (i + j - 1 > 500) break; c[i + j - 1] += a[i] * b[j]; if (c[i + j - 1] > 9) { c[i + j] += c[i + j - 1] / 10; c[i + j - 1] %= 10; } } cl = al + bl; while (!c[cl] && cl > 0) --cl; for (int i = 1; i <= cl; ++i) a[i] = c[i]; al = cl; } inline void quickpow() { ans[1] = 1, al = 1; x[1] = 2, xl = 1; while (p) { if (p & 1) mul(ans, x, al, xl); mul(x, x, xl, xl); p >>= 1; } } int main() { scanf("%d", &p); printf("%d\n", (int)(log10(2) * p + 1)); quickpow(); --ans[1]; for (int i = 1; i < al; ++i) if (ans[i] < 0) --ans[i + 1], ans[i] += 10; for (int i = 10; i >= 1; --i) { if (i != 10) putchar('\n'); for (int j = 50; j >= 1; --j) printf("%d", ans[(i - 1) * 50 + j] ? ans[(i - 1) * 50 + j] : 0); } return 0; }